[发明专利]一种UWB室内定位方法

权利要求书

1.一种UWB室内定位方法，其特征在于，将信源的k个多径相干信号入射到具有M个阵元的均匀直线阵列，将均匀直线阵列分为p个相互交错子阵，每个子阵的阵元数为M，建立接收数据的模型，定位方法包括如下步骤：

1)通过L次快拍采样接收数据，计算数据协方差矩阵的最大似然估计，使用前向空间平滑算法修正数据协方差矩阵；

2)对数据协方差矩阵进行特征值分解，构建空间谱函数；

3)采用小生境PSO找出空间谱函数中的全部极大值点，按照函数值降序排列，取前k个点，再找出其中到达时间最小的极大值点，该点对应的DOA即直达波的波达方向，具体如下：

3.1)搜索范围中随机初始化N个粒子，粒子的位置表达为P＝(X₁，x₂，...x_D)，其中D是搜索空间的元数，根据空间谱函数计算出每个粒子的适应值f(P)，其中f()是空间谱函数的函数映射；

3.2)根据粒子适应值大小将所有粒子降序排列，将第一个粒子划分到第一个小生境niche₁，并将其标记为该小生境的最优粒子head₁，将i设为2；

3.3)找到与粒子P_i欧氏距离最近的小生境niche_j中的最优粒子head_j，计算这两个粒子间的中点mid_ij，若[f(mid_ij)＜f(P_i)][f(mid_ij)＜f(head_j)]为真，建立一个新的小生境，将P_i划分到其中，并标记为该小生境的最优粒子；否则，将P_i和mid_ij一同归入niche_j，并与head_j比较适应值，更新niche_j的最优粒子；

3.4)重复步骤3.3)，直到遍历完所有粒子，此时搜索空间中的粒子已经被初步聚类为多个小生境，每个小生境的年龄设置为1；

3.5)将每个小生境的年龄与预设年龄进行比较，若小于等于预设年龄，则执行广度搜索；若大于预设年龄，则执行深度搜索，每个小生境的年龄增加1；

3.6)将3.5)中深度搜索产生的新粒子，执行步骤3.3)，将其划分到小生境中；

3.7)检查两个相邻小生境是否满足独立，若不是则合并小生境；

3.8)保持粒子总数不超过最大粒子数，算法迭代数增加1；

3.9)重复3.5)至3.8)，直至算法迭代数达到预设值，结束；将所有小生境最优粒子按照函数值降序排列，则前k个极大值点即为k个入射信号的波达方向；

4)使用AOA算法计算出信源的坐标。